一种基于MapReduce的图像测量装置的制作方法

一种基于mapreduce的图像测量装置
技术领域
1.本发明涉及工业生产管理领域，尤其涉及基于mapreduce的图像测量装置。


背景技术：

2.近年来，为应对经济高速发展所带来的大量精密，重型机械等工业设施管理问题，工业市场中出现了一些大型数据集管理系统，国内也提出了工业物联网的建设要求。工业公司以边缘侧海量设备泛在接入为出发点，基于边缘计算体系和云计算协同理念，提升终端本地化实时处理水平与决策能力，并能与云端和接入设备进行实时互动及协调控制，这对现有系统的海量数据处理能力提出了较大的挑战。其中，大数据和云计算处理解决了分布式并行环境下的大规模数据集管理挑战，而新技术在工业物联网中的应用，要求系统中的终端必须具备强大的数据处理能力、友好的用户互动能力和大容量的数据存储能力。
3.利用图像识别的技术特点，提升工业生产工作成效。传统的工业工作主要依靠基层技术技人员和科研人员的手工检查，依靠人眼判断，不仅需要大量的人员而且效率相对低下，尤其在长时间的化工生产工程中极容易产生危险。碰到化工及重工业生产，技术人员往往无法一直集中保持注意力，容易判断错误。此外，由于图像需要高性能、高流量的网络，对网络中的数据处理性能要求严格。针对大型数据处理过程中对大型数据集的访问可能会造成边缘计算节点与云化主站之间的网络拥塞和操作延迟等问题，整合云-管-边-端各能源层次功能和特性，对边缘计算节点服务器进行合理配置；在工业物联网中，利用智能量测终端边缘支持块技术，将本地、基于分区和多副本存储到多个边缘计算节点，以解决网络拥塞问题并减少操作延迟。新一代工业物联网主要由云-管-边-端四部分组成；云端主要包括各能源和通信主站、智慧能源服务平台和大数据处理中心；管为网络通信层，涵盖工业骨干光纤网、无线公网、工业无线专网和卫星通信等渠道；网关作为边缘计算应用层，包括智慧能源服务、信息采集与监控以及能源计量服务等；端则为感知设备层，主要包括用户测量部分设备运行数据信息的采集和通信。
4.在工业物联网背景下，传统自动化系基于边缘计算数据处理方法在处理多归属网络i/o操作，访问大型数据集时会存在边缘计算节点与云化主站之间的网络拥塞和操作延迟等问题，难以满足未来工业物联网的应用需求。工业发展找准与图像识别技术的契合点，用新技术解决工业生产等环节存在的不足和难点，有效助力工业的高质量发展。
5.因此，期望提供一种基于mapreduce的图像测量装置，通过在采集装置上部署图像采集摄像头，用于采集特定区域面积的部分图像，每个区域部署多个采集装置，每个部分图像处理根据mapreduce数据格式生成，使得图像处理高速并发处理，提高边缘设备的处理响应速度，适合在大型工厂大流量数据处理等场景。


技术实现要素：

6.根据本发明的一些实施例的第一方面，提供了一种基于mapreduce的图像测量装置，所述基于mapreduce的图像测量装置可以包括采集器装置，所述采集器装置包括传感
器、图像采集器、图像识别模块；边缘服务器，所述边缘服务器用于存储数据副本，并转发远程服务器；lora传输模块，所述lora传输模块用于所述采集器装置与所述边缘服务器之间的数据传输。
7.在一些实施例中，所述传感器用于在特定场景，通过不同角度在多种环境条件下采集温湿度参数。
8.在一些实施例中，所述图像采集器包括摄像头，通过设定区域为多个面积块，所述摄像头用于采集并处理一个面积块的图像；在每个区域部署多个采集器装置，所有采集器装置中图像采集器的每个面积块的图像处理根据mapreduce数据格式生成。
9.在一些实施例中，所述图像识别模块用于识别图像的关键参数数据，并存储到网关。
10.在一些实施例中，所述图像识别模块包括图像识别电路，所述图像识别电路具体包括：视频输入端，用于视频输入接口；所述视频输入端连接电容和电阻；输出端，高八位输出亮度信号，低八位输出色度信号；外部时钟，所述外部时钟用于驱动产生行锁定时钟和时钟参考信号；电源输入端，所述电源输入端包括滤波电容。
11.在一些实施例中，所述外部时钟通过接入石英晶体振荡器，用于产生系统所需的工作时钟。
12.在一些实施例中，当片选信号ce为高电平时，所述工作时钟有效；当片选信号ce为低电平时，不产生周期信号。
13.在一些实施例中，所述电源输入端包括模拟电源和数字电源，所述模拟电源和数字电源通过使用电感单点接地。
14.在一些实施例中，所述传感器包括传感器电路，所述传感器电路为lora传感器电路。
15.在一些实施例中，所述lora传感器电路包括sub-ghz无线收发器。
16.因此，本发明的基于mapreduce的图像测量装置，通过在采集装置上部署图像采集摄像头，用于采集特定区域面积的部分图像，每个区域部署多个采集装置，每个部分图像处理根据mapreduce数据格式生成，使得图像处理高速并发处理，提高边缘设备的处理响应速度，适合在大型工厂大流量数据处理等场景。
附图说明
17.为更好地理解并阐述本发明的一些实施例，以下将结合附图参考实施例的描述，在这些附图中，同样的数字编号在附图中指示相应的部分。
18.图1是根据本发明的一些实施例提供的基于mapreduce的图像测量装置的示例性结构图。
19.图2是根据本发明的一些实施例提供的基于mapreduce的图像测量装置中图像识别电路的示例性示意图。
20.图3是根据本发明的一些实施例提供的基于mapreduce的图像测量装置中传感器电路的示例性示意图。
具体实施方式
21.以下参考附图的描述为便于综合理解由权利要求及其等效内容所定义的本发明的各种实施例。这些实施例包括各种特定细节以便于理解，但这些仅被视为示例性的。因此，本领域技术人员可以理解对在此描述的各种实施例进行各种变化和修改而不会脱离本发明的范围和精神。另外，为简要并清楚地描述本发明，本发明将省略对公知功能和结构的描述。
22.在以下说明书和权利要求书中使用的术语和短语不限于字面含义，而是仅为能够清楚和一致地理解本发明。因此，对于本领域技术人员，可以理解，提供对本发明各种实施例的描述仅仅是为说明的目的，而不是限制所附权利要求及其等效定义的本发明。
23.下面将结合本发明一些实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
24.需要说明的是，在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一”、“一个”、“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本发明中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相绑定的列出项目的任何或所有可能组合。表达“第一”、“第二”、“所述第一”和“所述第二”是用于修饰相应元件而不考虑顺序或者重要性，仅仅被用于区分一种元件与另一元件，而不限制相应元件。
25.本发明实施例提供了一种基于mapreduce的图像测量装置。为了便于理解本发明实施例，以下将参考附图对本发明实施例进行详细描述。
26.图1是根据本发明的一些实施例提供的基于mapreduce的图像测量装置的示例性结构图。如图1所示，在一些实施例中，基于mapreduce的图像测量装置可以包括采集器装置，所述采集器装置包括传感器、图像采集器、图像识别模块；边缘服务器，所述边缘服务器用于存储数据副本，并转发远程服务器；lora传输模块，所述lora传输模块用于所述采集器装置与所述边缘服务器之间的数据传输。在一些实施例中，所述传感器可以用于在特定场景，通过不同角度在多种环境条件下采集温湿度参数。作为示例，所述特定场景可以包括但不限于特定精密、危险生产环境等场景，所述传感器可以在特定精密、危险生产环境中，在不同角度、多种环境条件下采集温湿度参数。所述参数是一个泛指，不仅限定于温度、湿度等。在一些实施例中，通过图像处理识别各种参数，可以包括利用图像采集环境数据等。在一些实施例中，所述图像测量装置的硬件模块是针对saa7111的模块说明。
27.根据本技术的一些实施例，所述图像采集器包括摄像头，通过设定区域为多个面积块，所述摄像头用于采集并处理一个面积块的图像；在每个区域部署多个采集器装置，所有采集器装置中图像采集器的每个面积块的图像处理根据mapreduce数据格式生成。所述mapreduce是一种分布式数据处理方法，提供一个数据处理模型并用于处理高度并行化的数据集，被广泛应用于云计算对数据的不同部分并发分块处理模型。在一些实施例中，将特定场景划分为多个区域，设定区域为多个面积块，图像采集器可以采集并处理一个面积块的图像，在每个区域部署多个采集器装置，以获取所有面积块的图像。作为示例，在采集器装置上部署摄像头，每个摄像头可以采集特定区域面积的部分图像，每个区域部署多个采
集器装置，每个部分图像处理根据mapreduce数据格式生成，使得图像处理高速并发处理，提高边缘设备的处理响应速度，适合在大型工厂部署百万级别大流量数据处理的场景等。
28.根据本技术的一些实施例，采集器装置可以将每个区域生成的数据发送至边缘服务器，所述边缘服务器与所述采集器装置可以采用lora传输模块进行数据传输。作为示例，本地、基于分区和多归属块(面积块)副本存储到各自的边缘服务器，将大量数据分解处理，以解决访问数据集的网络拥塞问题并减少操作延迟。在一些实施例中，图像采集器可以对图像解析的紧急、关键参数，通过语音播报。所述边缘服务器可以存储每个区域的数据副本，并转发至远程服务器等。
29.在一些实施例中，所述图像识别模块用于识别图像的关键参数数据，并存储到网关。所述图像识别模块包括图像识别电路，所述图像识别电路如图2所示。作为示例，所述网关可以指代采集装置。
30.图2是根据本发明的一些实施例提供的基于mapreduce的图像测量装置中图像识别电路的示例性示意图。根据本技术的一些实施例，所述图像识别电路具体包括视频输入端，用于视频输入接口；所述视频输入端连接电容和电阻；输出端，高八位输出亮度信号，低八位输出色度信号；外部时钟，所述外部时钟用于驱动产生行锁定时钟和时钟参考信号；电源输入端，所述电源输入端包括滤波电容。在一些实施例中，所述高八位和低八位是数据二进制高低字节位。所述亮度信号和色度信号是硬件图像信号。作为示例，所述硬件图像信号用于数据分析，所述数据可以包括拍摄的图像。在一些实施例中，所述电源输入端包括模拟电源和数字电源，所述模拟电源和数字电源通过使用电感单点接地。作为示例，所述电源是saa7111的电源，可以包括模拟电源和/或数字电源。在一些实施例中，所述外部时钟可以通过接入石英晶体振荡器，用于产生系统所需的工作时钟。当片选信号ce为高电平时，所述工作时钟有效；当片选信号ce为低电平时，不产生周期信号。在一些实施例中，saa7111时钟不产生周期信号。
31.根据本技术的一些实施例，图像识别电路可以基于视频解码芯片实现，例如，saa7111芯片等。在一些实施例中，saa7111芯片的四个模拟视频输入端可以选择ai11作为视频输入接口，输出端的高八位输出亮度信号，低八位输出色度信号。在视频输入端可以连接10nf的电容和75ω的电阻。saa7111的时钟可以包括外部时钟和内部时钟。作为示例，saa7111可以采用外部时钟输入，xtal引脚和xtal1引脚间可以接入一个石英晶体振荡器，频率为24.576mhz，用于产生系统所需要的工作时钟。所述外部时钟可以驱动产生行锁定时钟llc(27mhz)、llc2(13.5mhz)和时钟参考信号cref(13.5mhz)，相对llc2有一定的延时。需要说明的是，当片选信号ce为高电平时，时钟的产生才有效；在低电平时，saa7111被复位，该引脚不产生周期信号。
32.每个电源输入端可以加100nf的滤波电容，用于降低电源纹波。saa7111作为模数转换器件，模拟电源和数字电源、模拟地与数字地不能简单共电。作为示例，可以使用电感单点接地。基于数字电路的频率较高，模拟电路的敏感度较强，数字和模拟部分不能存在信号电流的交互，地线可能提供电源回路，为避免干扰，通过使用电感可以阻止干扰信号的流回。
33.图3是根据本发明的一些实施例提供的基于mapreduce的图像测量装置中传感器电路的示例性示意图。如图3所示，根据本技术的一些实施例，所述传感器包括传感器电路，
所述传感器电路为lora传感器电路。所述lora传感器电路包括sub-ghz无线收发器。
34.根据本技术的一些实施例，lora传感器电路可以基于sx1261/2芯片实现，sx1261/2芯片是两款sub-ghz(小于1g)无线收发器，具备低功耗和超远距离的传输等优势。
35.需要说明的是，以上对于基于mapreduce的图像测量装置的描述，仅为描述方便，并不能把本发明限制在所举实施例的范围之内。可以理解，对于本领域技术人员，基于本系统的原理，可能在不背离该原理的前提下，对各个操作进行任意组合，或者构成子流程与其它操作组合，对实施上述流程和操作的功能进行形式和细节上的各种修正和改变。例如，基于mapreduce的图像测量装置可以进一步包括通过其他类型芯片等。诸如此类的变形，均在本发明的保护范围之内。
36.综上所述，本发明的基于mapreduce的图像测量装置，通过在采集装置上部署图像采集摄像头，用于采集特定区域面积的部分图像，每个区域部署多个采集装置，每个部分图像处理根据mapreduce数据格式生成，使得图像处理高速并发处理，提高边缘设备的处理响应速度，适合在大型工厂大流量数据处理等场景。
37.需要注意的是，上述的实施例仅仅是用作示例，本发明不限于这样的示例，而是可以进行各种变化。
38.需要说明的是，在本说明书中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
39.最后，还需要说明的是，上述一系列处理不仅包括以这里所述的顺序按时间序列执行的处理，而且包括并行或分别地、而不是按时间顺序执行的处理。
40.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储器(read-only memory，rom)或随机存储器(random access memory，ram)等。
41.以上所揭露的仅为本发明一些优选的实施例，不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于本发明所涵盖的范围。

技术特征：
1.一种基于mapreduce的图像测量装置，其特征在于，包括：采集器装置，所述采集器装置包括传感器、图像采集器、图像识别模块；边缘服务器，所述边缘服务器用于存储数据副本，并转发远程服务器；lora传输模块，所述lora传输模块用于所述采集器装置与所述边缘服务器之间的数据传输；所述传感器用于在特定场景，通过不同角度在多种环境条件下采集温湿度参数；所述图像采集器包括摄像头，通过设定区域为多个面积块，所述摄像头用于采集并处理一个面积块的图像；在每个区域部署多个采集器装置，所有采集器装置中图像采集器的每个面积块的图像处理根据mapreduce数据格式生成。2.根据权利要求1所述的基于mapreduce的图像测量装置，其特征在于，所述图像识别模块用于识别图像的关键参数数据，并存储到网关。3.根据权利要求2所述的基于mapreduce的图像测量装置，其特征在于，所述图像识别模块包括图像识别电路，所述图像识别电路具体包括：视频输入端，用于视频输入接口；所述视频输入端连接电容和电阻；输出端，高八位输出亮度信号，低八位输出色度信号；外部时钟，所述外部时钟用于驱动产生行锁定时钟和时钟参考信号；电源输入端，所述电源输入端包括滤波电容。4.根据权利要求3所述的基于mapreduce的图像测量装置，其特征在于，所述外部时钟通过接入石英晶体振荡器，用于产生系统所需的工作时钟。5.根据权利要求4所述的基于mapreduce的图像测量装置，其特征在于，当片选信号ce为高电平时，所述工作时钟有效；当片选信号ce为低电平时，不产生周期信号。6.根据权利要求5所述的基于mapreduce的图像测量装置，其特征在于，所述电源输入端包括模拟电源和数字电源，所述模拟电源和数字电源通过使用电感单点接地。7.根据权利要求1所述的基于mapreduce的图像测量装置，其特征在于，所述传感器包括传感器电路，所述传感器电路为lora传感器电路。8.根据权利要求7所述的基于mapreduce的图像测量装置，其特征在于，所述lora传感器电路包括sub-ghz无线收发器。

技术总结
本发明涉及一种基于MapReduce的图像测量装置，涉及工业生产管理领域。所述基于MapReduce的图像测量装置包括采集器装置，所述采集器装置包括传感器、图像采集器、图像识别模块；边缘服务器，所述边缘服务器用于存储数据副本，并转发远程服务器；LoRa传输模块，所述LoRa传输模块用于所述采集器装置与所述边缘服务器之间的数据传输。本发明的基于MapReduce的图像测量装置，通过在采集装置上部署图像采集摄像头，用于采集特定区域面积的部分图像，每个区域部署多个采集装置，每个部分图像处理根据MapReduce数据格式生成，使得图像处理高速并发处理，提高边缘设备的处理响应速度，适合在大型工厂大流量数据处理等场景。景。景。


技术研发人员：夏宁宁 曹文龙 蒋秋明 唐俊杰
受保护的技术使用者：上海上实龙创智能科技股份有限公司
技术研发日：2021.12.01
技术公布日：2022/3/8